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P/G网的IR-drop压降和热可靠性分析

作　者: 苏永富
导　师: 张义门
学　校: 西安电子科技大学
专　业: 微电子学与固体电子学
关键词: 静态IR-drop 热可靠性电迁移效应自加热效应
分类号: TN405
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

随着芯片设计进入超深亚微米和纳米技术领域,芯片的集成度越来越大,布线层数越来越多,P/G网的规模日益庞大复杂,P/G网上承载的电流也越来越大。这将使P/G网的信号完整性和热可靠性问题更加严重,越来越引起人们的关注。本文将重点研究Mesh状P/G网的静态IR-drop压降和热可靠性,并用C语言编制可以快速求解P/G网节点电压和导线温度的源程序。在静态IR-drop压降的研究中,本文使用P/G网系数矩阵的自动生成和压缩存储技术来减小内存占用,提高求解速度,并分别使用CG,BCG和ICCG法求解节点电压,比较了三种方法的优劣。在热可靠性的研究中,本文研究了考虑温度因素的电迁移约束问题,得出最大电流密度由电迁移效应和自加热效应共同决定的结论,并深入研究了自加热效应引起的P/G网温度升高和分布情况。根据P/G网的结构特点,为P/G网构建了从保守到精确的热学模型,考虑了通孔散热以及相邻导线的热耦合。通过引入通孔调制因子归纳了通孔散热的作用,通过引入等效热传导系数包含了相邻导线热耦合的影响,简化了温度的求解。为了搜寻P/G网上存在的热点,提出了P/G网的温度求解策略。经实验证明,该源程序能够快速精确地求解节点电压,并能够根据所选热学模型求解导线温度,所得结果较好地反映了P/G网的温度分布情况。所提出的温度求解策略缩短了热点的搜寻时间,为芯片设计节省了宝贵的时间。

P/G网的IR-drop压降和热可靠性分析

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